共生分析变质相和变质相系

共生分析变质相和变质相系第一页，共二十八页，2022年，8月28日一、矿物相律

1．共生分析的基本思路从热力学角度看，一个天然结晶岩石就是一个复杂的非均匀系统。Gibbs相律：P（相数）＋f（自由度数）=c（组分数）＋2第二页，共二十八页，2022年，8月28日

从研究变质岩矿物共生组合特征及其变化规律出发，应用相律，可以分析矿物组合与岩石化学成分和物化条件的关系。这是变质岩石学研究的基本方法，称为共生分析。第三页，共二十八页，2022年，8月28日2．封闭系统的Goldschmidt矿物相律

p≤c

如果系统没有流体相，p就代表矿物相数；如果有一个流体相，矿物相数就等于p－1。因此在一定温度、压力范围内平衡的矿物相数不大于该岩石系统的独立组分数。这就是Goldschmidt矿物相律

第四页，共二十八页，2022年，8月28日3．开放系统的Korzhenskii矿物相律按照Korzhenskii组分差异活动性原理，在开放系统情况下，各组分的活动性不同，可分为完全活动组分和惰性组分两类。即：c=ci＋cm

式中，c—组分数，cI—惰性组分数，cm—活动组分数。第五页，共二十八页，2022年，8月28日

p≤ci

因此，在温度、压力和活动组分化学位的一定范围内,能稳定平衡共存于一开放系统的矿物相数等于或小于惰性组分数，而与活动组分无关。这就是Korzhenskii矿物相律。第六页，共二十八页，2022年，8月28日二、矿物组合、成分-共生图解和组分分析

1．矿物组合及其确定标志在共生分析中，把一定化学成分岩石达化学平衡时的矿物成分称为矿物组合或矿物共生、矿物共生组合。第七页，共二十八页，2022年，8月28日确定矿物共生组合的主要标准如下：（1）一个矿物共生组合中的各种矿物都有相互接触的关系；（2）一个矿物共生组合的各矿物，相互间无反应和交代现象；（3）一个矿物共生组合中，同种矿物的化学成分及光性特征应相近。如有环带，则其边部化学成分及光性特征近似；（4）一个矿物共生组合中的一对矿物之间元素的分配符合Nernst分配定律，即各处元素的分配系数近相等；（5）矿物共生组合中矿物共生关系应符合矿物相律，即矿物相数不超过惰性组分数（通常矿物种类不超过五、六种）。第八页，共二十八页，2022年，8月28日一个薄片中出现两个共生组合a.由于原岩成分的细微变化，使得在一个很小的范围内出现两个共生组合：Cc＋Q（上）和Wo＋Q（下）；b.视域中A、B、C三相有机会彼此接触，属一个矿物共生组合。而D则被包裹于B中，不与A、C接触，不包括在该共生组合中，D与B构成另一个矿物共生组合第九页，共二十八页，2022年，8月28日2．成分-共生图解如果一个岩石系统由三组分组成，根据Godlschmidt矿物相律，在普遍观察到的组合中，矿物数应是3、2或1，这意味着当这种岩石的矿物成分用一个三顶点为三组分的三角图解表示时，把该图解分成一系列小三角形就能直观地表示矿物共生关系，这种图解叫成分-共生图解或共生图解。第十页，共二十八页，2022年，8月28日成分-共生图解a.a、b、c为三个组分，A、B、C、D、E、F、G为成分固定的矿物；b.a、b、c为三个组分，C、D为成分固定的矿物，A、B、E、F、G为固溶体矿物第十一页，共二十八页，2022年，8月28日3．组分分析为了对成分复杂的岩石作共生分析，有必要对岩石系统各组分作具体分析，找出对矿物共生组合影响最大的三四个组分，把多组分岩石系统简化为三组分或四组分系统，才有可能作出成分-共生图解，表示岩石化学成分与矿物组合的关系，这一过程叫做组分分析。第十二页，共二十八页，2022年，8月28日3．1完全活动组分该类组分在间隙溶液中的浓度或化学位与T、P一样是岩石系统的外部条件。成分一共生图解表示的是一定外部条件下的矿物组合。所以，外部条件在图解中不表示。当外部条件改变引起矿物组合的变化时，用新的图解表示新条件下的新的一套矿物组合。第十三页，共二十八页，2022年，8月28日3.2惰性组分

惰性组分进一步划分为：（1）杂质组分

（2）类质同象组分

（3）孤立组分

（4）过剩组分

（5）有效惰性组分

第十四页，共二十八页，2022年，8月28日三、ACF图和A＇KF图

1．ACF图Eskola(1915)设计ACF图以表示成分范围广泛的含石英变质岩（包括泥质、长英质、基性、钙质、镁质）的矿物共生。第十五页，共二十八页，2022年，8月28日1.1含石英变质岩的组分分析（1）完全活动组分：H2O、CO2，共生图解中不予考虑。（2）过剩组分：SiO2。（3）类质同象组分（4）有效惰性组分第十六页，共二十八页，2022年，8月28日芬兰Orijarvi地区接触变质岩ACF图Ant.直闪石；Cum.镁铁闪石；Gro.钙铝榴石；Hb.普通角闪石；Mi.微斜长石第十七页，共二十八页，2022年，8月28日1.2ACF图的编制

Eskola（1939）将上述三个有效惰性组分为顶点的成分-共生图解命名为ACF图。A=[Al2O3]＋[Fe2O3]C=[CaO]F=[FeO]＋[MgO]＋[MnO]A＋C＋F=100.

在三角形图解上，按矿物组成的ACF比值标绘矿物后，按矿物的实际共生关系连接共生线即完成了ACF图解。第十八页，共二十八页，2022年，8月28日对ACF图有两点必须注意：一是图中An位置实际上并不是钙长石，它与图解外的Ab一起代表某一号码的斜长石；二是Ms（白云母）、Bi（黑云母）都是含钾矿物，它们在共生组合中是否出现在很大程度上受岩石的K2O组分控制。第十九页，共二十八页，2022年，8月28日1.3岩石成分的标绘计算岩石的ACF值的程序如下：（1）用副矿物含量校正岩石化学分析：（2）把校正过的岩石化学分析的各个氧化物wB%（可不考虑SiO2和H2O）除以其分子量再乘以1000，换算成氧化物的摩尔数。（3）用钾长石、钠长石校正摩尔数[Al2O3]，用磷灰石校正[CaO]，用方解石校正数[CaO]。第二十页，共二十八页，2022年，8月28日2．A′KF图

Eskola（1915）设计A′KF图（A′KFdiagram）以表示含石英的泥质变质岩的矿物共生关系。第二十一页，共二十八页，2022年，8月28日芬兰Orijarvi地区SiO2过剩的泥质变质岩

的A′KF图

第二十二页，共二十八页，2022年，8月28日3．ACF图与A′KF图的联用芬兰Orijarvi接触变质岩ACF、A′KF图第二十三页，共二十八页，2022年，8月28日四、AFM图**

1.FeO/MgO对泥质变质岩矿物共生的影响及泥质变质岩组分分析第二十四页，共二十八页，2022年，8月28日五、变质相和变质相系

1.变质相的概念

Eskola（1915）设计了ACF和A′KF图表示变质岩的矿物组合，这使得他能为一些已很好研究的变质地区编制ACF图，并发现一些地区的ACF图彼此类似，而另一些地区则彼此明显不同。他把前者归因于这些地区变质作用P-T条件彼此相近，而后者则归因于变质作用P-T条件不同。这样，他就能把全世界变质地区分为几类，每一类以相似的ACF图为特征，把一个类型的所有岩石归为一个变质相。第二十五页，共二十八页，2022年，8月28日现将定义作进一步说明如下：（1）一个变质相是一个等物理系。因而，变质相与岩石化学成分无关。（2）“矿物组合与岩石化学成分之间有固定的、可以预测的对应关系”。（3）变质相的标志是矿物组合。第二十六页，共二十八页，2022年，8月28日2.变质相的划分

第二十七页，共二十八页，2022年，8月28日